刚性钝头弹体正贯穿中厚金属靶的挤凿块速度模型
2021-03-31孙永壮吕中杰黄风雷
振动与冲击 2021年6期
孙永壮,吕中杰,刘 彦,黄风雷
(北京理工大学 机电学院,北京 100081)
刚性钝头弹体贯穿中厚金属靶,靶板材料发生挤凿破坏,形成与弹体截面大小相近的挤凿块,挤凿块与弹体以一定速度射出,对靶后目标形成有效毁伤[1]。以往大多弹体余速计算的经验公式,包括Recht等[2]以能量守恒为基础的挤凿破坏理论均认为挤凿块速度与弹体余速相同。然而,对于刚性钝头弹体贯穿中厚金属靶后射出的挤凿块而言,根据靶板材料不同,弹体和挤凿块会出现粘连和分离两种不同情况。当刚性钝头弹体冲击的靶板材料为强度和硬度较低且软的低碳钢时,挤凿块会与穿靶后的弹体粘连在一起,例如,Pradhan等[3]通过直径10 mm刚性球形弹体冲击4 mm厚低碳钢板实验结果表明挤凿块黏结在球形弹体上的,此时低碳钢靶板射出的挤凿块的速度与弹体余速相同;相反,在更多的弹靶情况下,如当靶板材料为强度和硬度较高且脆的铝合金板以及高强钢板时,挤凿块与弹体是分离的,其速度将不同于弹体余速,此时若仍将挤凿块速度与弹体余速视为相等是不恰当的。
肖新科[4]以材料为38CrSi的平头圆柱弹体撞击5 mm厚Q235钢靶板,司马玉洲等[5]以材质为9CrSi的平头弹体撞击7A04-T6铝合金靶板,实验结果均表明靶后的挤凿块与弹体是分离的。Børvik等[6-7]通过刚性钝头弹体撞击Weldox 460 E钢板实验得到挤凿块速度明显大于弹体余速的实验数据,且认为断裂后挤凿块速度的突然增加是由弹丸和挤凿块中的应力波引起的。……
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